高考物理二轮复习动量专题动量和动量定理讲义
动量和动量定理 课件
命题视角 3 利用动量定理求解平均力 水力采煤时,用水枪在高压下喷出强力的水柱冲击煤
层.设水柱直径 d=30 cm,水速 v=50 m/s,假设水柱射在煤层 的表面上,冲击煤层后水的速度变为零,求水柱对煤层的平均 冲击力.(水的密度 ρ=1.0×103 kg/m3)
[解析] 设在一小段时间 Δt 内,从水枪射 出的水的质量为 Δm,则 Δm=ρS·vΔt. 以 Δm 的水为研究对象,如图所示, 它在 Δt 时间内的动量变化量 Δp=Δm·(0-v)=-ρSv2Δt. 设 F 为水对煤层的平均作用力,即冲力,F′为煤层对水的反冲 力,以 v 的方向为正方向,根据动量定理(忽略水的重力),
命题视角 3 对动能变化与动量变化关系的理解 (多选)下列说法中正确的是 ( )
A.动能变化的物体,动量一定变化 B.动能不变的物体,动量一定不变 C.动量变化的物体,动能一定变化 D.动量不变的物体,动能一定不变
[思路点拨] (1)动能的大小由质量和速度大小共同决定,与速度 方向无关;速度变化时,速度大小不一定变化,故动能不一定 变化. (2)动量由质量和速度共同决定;无论速度大小还是方向发生变 化,动量都会变化.
比.图为阻力 f 与时间 t 关系的图象,若钻头匀速钻进时第 1 s 内所受的阻力的冲量为 100 N·s,求 5 s 内阻力的冲量的大小.
[解析] 设钻头进入建筑物的深度为 x,则钻头受到的阻力为 f=kx,k 为比例系数. 钻头匀速钻进,深度为 x=vt 所以 f=kvt 在时间 t 内阻力的冲量可通过题图所示的 f-t 图象的面积来求 解 I=12f·t=12kvt2 即 I∝t2,因第 1 s 内的冲量为 100 N·s, 所以 t=5 s 时,I5=2 500 N·s. [答案] 2 500 N·s
动量和动量定理 课件
1、定义:物体的质量和速度的乘积,叫做物体
的动量p,用公式表示为 p=mv
2、单位:在国际单位制中,动量的单位是
千克·米/秒,符号是 kg·m/s ; 3、动量是矢量:方向由速度方向决定,动量的
方向与该时刻速度的方向相同; 4、动量是描述物体运动状态的物理量,是状态量; 5、动量是相对的,与参考系的选择有关。
量 (N·S)
Ek= mv2/2
标 量
kg·m2/s2
(J)
若速度变化,则 Δp一定不为零
若速度变化, ΔEk可能为零
动量与动能间量值关系:
p 2mEk
Ek
1 2
pv
动量发生变化时,动能不一定发生变化, 动能发生变化时,动量一定发生变化
动量发 生变化
速度大小改变方向不变 速度大小不变方向改变 速度大小和方向都改变
质量为m的物体,在合力F的作用下,经过一段时 间t,速度由v 变为v’
分析:由牛顿第二定律知: F = m a
而加速度定义有: a v ' v
联立可得:F m v ' v
t =⊿p/⊿t
t
这就是牛顿第二定律的另一种表达形式。
变形可得: Ft mv ' mv
表明动量的变化与力的时间积累效果有关。
二、动量的变化p
1、某段运动过程(或时间间隔)末状态的动量
p ' 跟初状态的动量p的矢量差,称为动量的变化
(或动量的增量),即 p = p' - p
2、动量变化的三种情况:
大小变化、方向改运算:
P ΔP P′
P P′
ΔP
P′ P
ΔP
4、不在同一直线上的动量变化的运算,遵循 平行四边形定则:
高考物理有约大二轮课件动量定理和动量守恒定律
非线性动力学在碰撞过程中应用
非线性碰撞模型
研究物体在碰撞过程中的非线性动力学行为,如分岔、混沌等现象 。
非线性振动分析
分析碰撞引起的物体非线性振动特性,探讨非线性振动对碰撞过程 的影响。
非线性动力学数值模拟
利用数值计算方法,对碰撞过程中的非线性动力学行为进行模拟分 析,揭示其复杂性和内在规律。
当前研究热点及未来发展趋势
动量定理揭示了力对时间的累积效应与物体动量变化之间的关系。
动量定理适用于恒力和变力的情况,对于变力,可以通过对时间进行积分 来处理。
适用范围及条件限制
动量定理适用于宏观低速运 动的物体,对于高速运动的 物体或微观粒子,需要考虑 相对论效应或量子力学理论
。
在应用动量定理时,需要注 意选取合适的参考系和坐标 系,以及正确计算物体所受
VS
备考策略建议
在备考过程中,要注重基础知识的理解和 记忆,熟练掌握动量定理和动量守恒定律 的应用方法;同时,要加强解题训练,提 高解题速度和准确性;此外,还要关注高 考动态和命题趋势,及时调整备考策略。
谢谢您的聆听
THANKS
高考物理有约大二轮课件动量 定理和动量守恒定律
汇报人:XX
20XX-01-23
CONTENTS
• 动量定理基本概念与性质 • 动量守恒定律原理及应用 • 典型问题解析与技巧指导 • 实验设计与验证方法探讨 • 知识拓展与前沿动态介绍 • 总结回顾与复习建议
01
动量定理基本概念与性质
动量定义及物理意义
复杂系统碰撞动力学
研究多个物体组成的复杂系统在碰撞过程中的动力学行为,揭示其相 互作用机制和整体效应。
高能物理中的碰撞问题
探讨高能物理实验中粒子碰撞的动力学过程,为理解物质基本结构和 相互作用提供线索。
2025高考物理备考复习教案 第七章 第1讲 动量 动量定理
(
✕ )
(2)码头上河岸边悬挂的旧轮胎减小了船靠岸时动量的变化量.
(
✕ )
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第1讲
动量
动量定理
(3)轿车的安全气囊在剧烈碰撞时自动弹出可以延长作用时间,减小司机或乘员受到
的作用力.
(
√
)
√
)
(4)旧轮胎和气囊均起到延长作用时间、减小作用力的效果,即起到缓冲作用.
(
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第1讲
动量
命题点1
.
(2)动量的变化量Δp的大小,一般用末动量p'减去初动量p进行计算,也称为动量的
增量,即Δp=[7]
p'-p .
3. 冲量
(1)定义:[8]
力 与[9]
力的作用时间 的乘积叫作力的冲量.
(2)表达式:I=FΔt,单位为N·s.
(3)冲量为矢量,方向与[10]
力的方向 相同.
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第1讲
动量
仔头部的冲量大小为mgt,弹簧弹力对公仔底部的冲量大小也是mgt.
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第1讲
动量
动量定理
方法点拨
冲量与功的比较
冲量
功
公式
I=Ft(F为恒力)
W=Fl cos α(F为恒力)
标矢性
矢量
标量
意义
联系
表示力对时间的累积,是动
表示力对空间的累积,是能量变化的
量变化的量度
量度
都是过程量,都与力的作用过程相互联系
2. 公式:[12]
I=p'-p 或[13]
F(t'-t)=mv'-mv .
3. 动量定理的理解
2021高考物理统考二轮复习学案:专题复习篇 专题2 第讲 动量和能量的综合应用
动量和能量的综合应用[建体系·知关联][析考情·明策略]考情分析近几年高考对动量及动量守恒的考查多为简单的选择题形式;而动量和能量的综合性问题则以计算题形式命题,难度较大,常与曲线运动,带电粒子在电磁场中运动和导体棒切割磁感线相联系。
素养呈现1。
动量、冲量、动量定理2。
动量守恒的条件及动量守恒定律3.动力学、能量和动量守恒定律的应用素养落实1。
掌握与动量相关的概念及规律2.灵活应用解决碰撞类问题的方法3。
熟悉“三大观点”在力学中的应用技巧考点1| 动量定理和动量守恒定律冲量和动量定理(1)恒力的冲量可应用I=Ft直接求解,变力的冲量优先考虑应用动量定理求解,合外力的冲量可利用I=F合·t或I合=Δp求解。
(2)动量定理的表达式是矢量式,在一维情况下,各个矢量必须选取统一的正方向.[典例1](2020·武汉二中阶段测试)运动员在水上做飞行运动表演,如图所示,他操控喷射式悬浮飞行器将竖直送上来的水反转180°后向下喷出,令自己悬停在空中。
已知运动员与装备的总质量为90 kg,两个喷嘴的直径均为10 cm,重力加速度大小g=10 m/s2,水的密度ρ=1。
0×103kg/m3,则喷嘴处喷水的速度大约为( )A.2.7 m/s B.5.4 m/sC.7。
6 m/s D.10。
8 m/s[题眼点拨] ①“悬停在空中”表明水向上的冲击力等于运动员与装备的总重力。
②“水反转180°”水速度变化量大小为2v。
B [两个喷嘴的横截面积均为S=错误!πd2,根据平衡条件可知每个喷嘴对水的作用力为F=错误!mg,取质量为Δm=ρSvΔt的水为研究对象,根据动量定理得FΔt=2Δmv,解得v=错误!≈5。
4 m/s,选项B正确.]动量和动量守恒定律(1)判断动量是否守恒时,要注意所选取的系统,注意区别系统内力与外力。
系统不受外力或所受合外力为零时,系统动量守恒。
高考物理第二轮复习动量定理及反冲模型讲义册子
第7讲 动量定理及反冲模型题一:高台滑雪运动员经过一段滑行后从斜坡上的O 点水平飞出,斜坡与水平面的夹角θ=37°,运动员连同滑雪板的总质量m =50 kg ,他落到了斜坡上的A 点,A 点与O 点的距离s =12 m ,如图所示。
忽略斜坡的摩擦和空气阻力的影响,重力加速度g =10 m/s 2。
(1)求运动员离开O 点时的速度大小。
(2)运动员落到斜坡上顺势屈腿以缓冲,使他垂直于斜坡的速度在t =0.50 s 的时间内减小为零,设缓冲阶段斜坡对运动员的弹力可以看作恒力,求此弹力的大小。
题二:雨滴在空中下落时,由于空气阻力的影响,最终会以恒定的速度匀速下降,我们把这个速度叫做收尾速度。
研究表明,在无风的天气条件下,空气对下落雨滴的阻力可由公式f =12C ρSv 2来计算,其中C为空气对雨滴的阻力系数(可视为常量),ρ为空气的密度,S 为雨滴的有效横截面积(即垂直于速度v 方向的横截面积)。
假设雨滴下落时可视为球形,且在到达地面前均已达到收尾速度。
每个雨滴的质量均为m ,半径均为R ,雨滴下落空间范围内的空气密度为ρ0,空气对雨滴的阻力系数为C 0,重力加速度为g 。
(1)求雨滴在无风的天气条件下沿竖直方向下落时收尾速度的大小;(2)大量而密集的雨滴接连不断地打在地面上,就会对地面产生持续的压力。
设在无风的天气条件下,雨滴以收尾速度匀速竖直下落的空间,单位体积内的雨滴个数为n (数量足够多),雨滴落在地面上不反弹,雨滴撞击地面时其所受重力可忽略不计,求水平地面单位面积上受到的由于雨滴对其撞击所产生的压力大小。
题三:在微观领域,动量守恒定律和能量守恒定律依然适用。
在轻核聚变的核反应中,两个氘核(H 21)以相同的动能E 0=0.35 MeV 做对心碰撞,假设该反应中释放的核能全部转化为氦核(He 32)和中子(n 10)的动能。
已知氘核的质量m D=2.0141 u,中子的质量m n=1.0087 u,氦核的质量m He=3.0160 u,其中1 u 相当于931 MeV。
考点06 动量定理和动量守恒定律-2020年高考物理二轮核心考点总动员(原卷版)
2020届高考二轮复习之核心考点系列之物理考点总动员【二轮精品】考点06动量定理和动量守恒定律【命题意图】理解动量、动量变化量的概念;知道动量守恒的条件;会利用动量守恒定律分析碰撞、反冲等相互作用问题。
【专题定位】本专题综合应用动力学、动量和能量的观点来解决物体运动的多过程问题.本专题是高考的重点和热点,命题情景新,联系实际密切,综合性强,侧重在计算题中命题,是高考的压轴题.【考试方向】动量和动量的变化量这两个概念常穿插在动量守恒定律的应用中考查;动量守恒定律的应用是本部分的重点和难点,也是高考的热点;动量守恒定律结合能量守恒定律来解决碰撞、打击、反冲等问题,以及动量守恒定律与圆周运动、核反应的结合已成为近几年高考命题的热点。
【应考策略】本专题在高考中主要以两种命题形式出现:一是综合应用动能定理、机械能守恒定律和动量守恒定律,结合动力学方法解决多运动过程问题;二是运用动能定理和能量守恒定律解决电场、磁场内带电粒子运动或电磁感应问题.由于本专题综合性强,因此要在审题上狠下功夫,弄清运动情景,挖掘隐含条件,有针对性的选择相应的规律和方法.【得分要点】1、碰撞现象满足的规律①动量守恒定律.②机械能不增加.③速度要合理:若碰前两物体同向运动,则应有v 后>v 前,碰后原来在前的物体速度一定增大,若碰后两物体同向运动,则应有v 前′≥v 后′;碰前两物体相向运动,碰后两物体的运动方向不可能都不改变。
2、弹性碰撞的规律两球发生弹性碰撞时满足动量守恒定律和机械能守恒定律.以质量为m1,速度为v1的小球与质量为m2的静止小球发生正面弹性碰撞为例,则有m 1v 1=m 1v 1′+m 2v 2′和222211211212121v m v m v m '+'=解得:121211v m m m m v +-=';121122v m m m v +='结论:①当两球质量相等时,v 1′=0,v 2′=v 1,两球碰撞后交换速度.②当质量大的球碰质量小的球时,v ′>0,v ′>0,碰撞后两球都向前运动.③当质量小的球碰质量大的球时,v1′<0,v2′>0,碰撞后质量小的球被反弹回来3、综合应用动量和能量的观点解题技巧(1)动量的观点和能量的观点①动量的观点:动量守恒定律②能量的观点:动能定理和能量守恒定律这两个观点研究的是物体或系统运动变化所经历的过程中状态的改变,不对过程变化的细节作深入的研究,而关心运动状态变化的结果及引起变化的原因.简单地说,只要求知道过程的始、末状态动量式、动能式和力在过程中的冲量和所做的功,即可对问题求解.②利用动量的观点和能量的观点解题应注意下列问题:(a)动量守恒定律是矢量表达式,还可写出分量表达式;而动能定理和能量守恒定律是标量表达式,绝无分量表达式.(b)动量守恒定律和能量守恒定律,是自然界最普遍的规律,它们研究的是物体系统,在力学中解题时必须注意动量守恒的条件及机械能守恒的条件.在应用这两个规律时,当确定了研究的对象及运动状态变化的过程后,根据问题的已知条件和要求解的未知量,选择研究的两个状态列方程求解.【2019年高考选题】【2019·新课标Ⅰ卷】将质量为1.00kg的模型火箭点火升空,50g燃烧的燃气以大小为600m/s的速度从火箭喷口在很短时间内喷出。
动量和动量定理 课件
再解释用铁锤钉钉子、跳远时要落入沙坑中等现象.在实际应 用中,有的需要作用时间短,得到很大的作用力而被人们所利 用,有的需要延长作用时间(即缓冲)减少力的作用.请同学们再 举些有关实际应用的例子.加强对周围事物的观察能力,勤于思 考,一定会有收获.
分析:1.对于钉钉子:缩短作用时间,增大作用力。
2.对于跳沙坑:延长作用时间,减小作用力。
间的互求关系。
⑶实际上现代物理学把F力=Δ定p/义Δ为t=m物Δ体v动/ Δ量t=的ma变化率: F合=Δp/ Δt (这也是牛顿第二定律的动量形式)
⑷动量定理的表达式是矢量式。在一维的情况下,各个矢 量必须以同一个规定的方向为正。
动量定理的理解
1.物理意义:物体所受合力的冲量等于物体的动量变化. 2.公式:Ft=p/一p 其中F是物体所受合力,p是初动量,p/是末 动量,t是物体从初动量p变化到末动量p‘所需时间,也是合力 F作用的时间。
动量和动量定理
四、动量定理(可求I、F、P、t、△P)
1.动量定理:物体所受合外力的冲量等于物体的动量变化
即 I=Δp
F合· Δt = mv′- mv = Δp
⑴动量定理表明冲量是使物体动量发生变化的原因,冲量是
物体动量变化的量度。这里所说的冲量必须是物体所受
的合外力的冲量。(与动能定理比较)
⑵动量定理给出了冲量(过程量)和动量变化(状态量)
解析:设以返回的速度方向为正方向
由动量定理得:
Ft=mv-(-mv0), 则F=1260N,即F与返回速度同向
由题中所给的量可以算出垒球的初动量和末动量, 由动量定理即可求出垒球所受的平均作用力。
2.动量的变化率:动量的变化跟发生这一变化所用的时间的比值 。由动量定理Ft=△p得F=△P/t,可见,动量的变化率等于物体 所受的合力。当动量变化较快时,物体所受合力较大,反之则 小;当动量均匀变化时,物体所受合力为恒力.
专题十二动量(讲解部分)(完整版)2
条
力,外力的合力不为零,但当内力远大于 不做功③有重力、系统内弹力以外的力做功,但
件 外力时也可以认为动量守恒。这时是一 这些力做功的代数和为零
种近似守恒,但计算时仍可用动量守恒定
律进行计算③系统所受的合外力虽不为
零,如果在某一方向上合外力为零,那么
在该方向上系统的动量守恒
研究对象
相互作用的物体系统
(3)动量定理中的冲量是合外力的冲量,而不是某一个力的冲量。在所研究 的物理过程中,如果作用在物体上的各个外力的作用时间相同,求合外力的 冲量时,可以先求所有外力的合力,然后再乘以力的作用时间,也可以先求 每个外力在作用时间内的冲量,然后再求所有外力冲量的矢量和。如果作 用在物体上各外力的作用时间不同,就只能先求每一个外力在其作用时间 内的冲量,然后再求所有外力冲量的矢量和。 (4)动量定理不仅适用于宏观物体的低速运动,对微观物体和高速运动仍然 适用。 3.应用动量定理解题的步骤方法 ①确定研究对象; ②分析研究对象所受的全部外力及作用时间; ③确定物理过程,找出初、末速度;
二、动量
定义
定义式 单位 标矢性 状态性 相对性
物体的质量(m)跟其速度(v)的乘积(mv)叫物体的 动量,用符号p表示 p=③ mv 千克·米/秒,符号kg·m/s 矢量,方向与④ 速度 的方向相同 对应于某一时刻或某一位置 与参考系有关,通常取地面为参考系
三、动量定理
内容
表达式 对象 适用 范围 备注
答案 A
实践探究
应用一 动量定理的应用
1.动量定理:物体在一个过程始、末的动量变化量等于它在这个过程中所 受力的冲量。其数学表达式为:I=Δp=p2-p1。 2.动量定理的理解 (1)动量定理的表达式是一个矢量式,应用动量定理时需要规定正方向。 (2)动量定理中I是合外力的冲量,是使研究对象的动量发生变化的原因,而 动量的变化是合外力冲量作用后导致的必然结果。
2020高考物理专题复习动量 动量定理PPT课件
考点探究
[答案] A
[解析] 取竖直向上为正方向,则小球与地面碰撞过程中动量的变化量
Δp=mv2-mv1=0.2×4 kg·m/s-0.2×(-6) kg·m/s=2 kg·m/s,方向竖直向上.由动能
定理,合外力做的功
W=12m������22
-12m������12
=1×0.2×42
2
J-1×0.2×62
2
步
质量为Δm=ρV=ρSΔl=ρSvΔt
骤 3 建立方程,应用动量定理研究这段柱形流体
考点探究
例 2 水力采煤是利用高速水流冲击煤层而进行的.煤层受到 3.6×106 N/m2 的 压强冲击即可破碎,若水流沿水平方向冲击煤层,不考虑水的反向溅射作用,则 冲击煤层的水流速度至少应为(水的密度为 1×103 kg/m3) ( ) A.30 m/s B.40 m/s C.45 m/s D.60 m/s
2
J=-2
J,故
A
正确.
考点探究
■ 要点总结
1.动量、动能和动量变化量的比较
动量
动能
动量变化量
物体的质量和速度 物体由于运动而具有的 物体末动量与初动量的矢
定义
的乘积
能量
量差
考点探究
定义式 矢标性
p=mv 矢量
Ek=12mv2 标量
Δp=p'-p 矢量
特点
状态量
状态量
关联方程 Ek=2pm2 ,Ek=12pv,p= 2mE������ ,p=2Ev������
②曲线运动:要用矢量的运算方法,利用平行四边形定则画图求解.
教材知识梳理
【辨别明理】
(1)一个物体的运动状态变化,它的动量一定改变. ( )
(新高考适用)2023版高考物理二轮总复习专题2 能量与动量 第2讲 动量 动量守恒定律
第一部分 专题二 第2讲基础题——知识基础打牢1. (多选)(2022·广东汕头二模)科学家常在云室中加入铅板以降低运动粒子的速度.图示为物理学家安德森拍下的正电子在云室中运动的径迹,已知图示云室加垂直纸面方向的匀强磁场,由图可以判定( BC )A .匀强磁场方向向外B .正电子由上而下穿过铅板C .正电子在铅板上、下磁场中运动角速度相同D .正电子在铅板上、下磁场运动中动量大小相等【解析】 正电子在匀强磁场中,洛伦兹力提供向心力,则有qvB =m v 2r 解得r =mv qB,由于正电子经过铅板后速度会减小,可知正电子经过铅板后的轨迹半径减小,从图中可以看出正电子在铅板上方轨迹半径比下方轨迹半径大,故正电子由上而下穿过铅板,由左手定则判断匀强磁场方向向里,A 错误,B 正确;正电子经过铅板后速度会减小,则正电子经过铅板后动量减小,正电子在铅板上、下磁场运动中动量大小不相等,D 错误;正电子在磁场中做圆周运动的角速度为ω=v r =qBm可知正电子在铅板上、下磁场中运动角速度相同,C 正确.故选BC.2. (多选)(2022·重庆八中模拟)2022北京冬奥会期间,校园陆地冰壶也在积极的参与中.如图所示,某次投掷时,冰壶A 以速度v =3 m/s 与冰壶B 发生正碰,碰撞前后的速度均在同一直线上,若A 、B 的质量均为1 kg ,则下列说法正确的是( CD )A .碰撞后A 的速度可能为2 m/sB .碰撞后B 的速度可能为1 m/sC .碰撞后A 不可能反向运动D .碰撞后B 的速度可能为2.5 m/s【解析】 设A 、B 的质量为m ,若发生弹性碰撞,根据动量守恒得mv =mv A +mv B ,根据机械能守恒得12mv 2=12mv 2A +12mv 2B ,解得A 、B 的速度分别为v A =0,v B =v =3 m/s ,若发生完全非弹性碰撞,则mv =(m +m )v 共,解得A 、B 的共同速度为v 共=1.5 m/s ,所以碰撞后A 、B 球的速度范围分别为0~1.5 m/s,1.5 m/s ~3 m/s ,故选CD.3. (2022·广东汕头二模)汕头市属于台风频发地区,图示为风级(0~12)风速对照表.假设不同风级的风迎面垂直吹向某一广告牌,且吹到广告牌后速度立刻减小为零,则“12级”风对广告牌的最大作用力约为“4级”风对广告牌最小作用力的( A )C .27倍D .9倍【解析】 设空气的密度为ρ,广告牌的横截面积为S ,经过Δt 时间撞击在广告牌上的空气质量为Δm =ρΔV =ρSv Δt ,根据动量定理可得F Δt =Δmv ,解得F =ρSv 2,根据牛顿第三定律可知,风对广告牌作用力为F ′=F =ρSv 2∝v 2,则“12级”风对广告牌的最大作用力与“4级”风对广告牌最小作用力的比值为F 12′F 4′=36.925.52≈45,故选A.4. (2022·江苏连云港模拟)离子发动机是利用电场加速离子形成高速离子流而产生推力的航天发动机,这种发动机适用于航天器的姿态控制、位置保持等.某航天器质量M ,单个离子质量m ,带电量q ,加速电场的电压为U ,高速离子形成的等效电流强度为I ,根据以上信息计算该航天器发动机产生的推力为( B )A .I mU qB .I 2mUqC .I3mUqD .I5mUq【解析】 对离子,根据动能定理有qU =12mv 2,解得v =2qUm,根据电流的定义式则有I =Q Δt =Nq Δt ,对离子,根据动量定理有F ·Δt =Nmv ,解得F =Nmv Δt =mvIq=I 2Um q,根据牛顿第三定律,推进器获得的推力大小为F ′=I2Umq,故B 正确,A 、C 、D 错误.5. (多选)(2022·湖南长郡中学月考)如图所示,质量为m 的半圆轨道小车静止在光滑的水平地面上,其水平直径AB 长度为2R ,现将质量也为m 的小球从距A 点正上方h 0高处由静止释放,然后由A 点经过半圆轨道后从B 冲出,在空中能上升的最大高度为h 02(不计空气阻力).则下列说法错误的是( ACD )A .小球和小车组成的系统动量守恒B .小车向左运动的最大距离为RC .小球从B 点离开小车不会再落回轨道内D .小球从B 点离开小车后又会从B 点落回轨道,再次恰好到达A 点时速度为零不会从A 点冲出【解析】 小球与小车组成的系统在水平方向不受外力,所以只是系统水平方向动量守恒,故A 错误;系统水平方向动量守恒,以向右为正方向,在水平方向,由动量守恒定律得:mv -mv ′=0,m2R -x t =m xt解得x =R ,故B 正确;由于小球第二次在车中滚动时,对应位置的速度减小,因此小车给小球的弹力变小,摩擦力变小,克服摩擦力做的功小于12mgh 0,因此小球一定能从A 点冲出,故D 错误;小球与小车组成的系统水平方向上动量守恒,则知小球由B 点离开小车时水平方向动量为零,小球与小车水平方向速度均为零,小球离开小车后竖直上抛运动,最后又从B 点落回,故C 错误.故选ACD.6. (多选)(2022·湖南长沙二模)如图所示一平板车A 质量为2m ,静止于光滑水平面上,其右端与竖直固定挡板相距为L .小物块B 的质量为m ,以大小为v 0的初速度从平板车左端开始向右滑行,一段时间后车与挡板发生碰撞,已知车碰撞挡板时间极短,碰撞前后瞬间的速度大小不变但方向相反.A 、B 之间的动摩擦因数为μ,平板车A 表面足够长,物块B 总不能到平板车的右端,重力加速度大小为g .L 为何值,车与挡板能发生3次及以上的碰撞( CD )A .L =v20μgB .L =v2032μgC .L =v2065μgD .L =v2096μg【解析】 在车与挡板碰撞前,有mv 0=2mv A +mv B ,如果L 为某个值L 1,使A 与挡板能发生二次碰撞,从A 开始运动到与挡板第一次碰撞前瞬间,对A 由动能定理可得μmgL 1=12·2mv 2A ,设A 第二次与挡板碰撞前瞬间A 、B 的速度大小分别为v A ′、v B ′,从A 与挡板第一次碰撞后瞬间到第二次碰撞前瞬间,由动量守恒定律可得mv B -2mv A =2mv A ′+mv B ′且第二次碰撞前,A 、B 未达到共同速度,A 在这段时间内先向左后向右运动,加速度保持不变,根据匀变速直线运动的对称性可知v A ′=v A ,A 与挡板第二次碰撞后经一段时间后A 、B 同时停止运动,即mv B ′-2mv A ′=0,联立解得L 1=v2064μg ,车与挡板能发生3次及以上的碰撞的条件L <v 2064μg,故C 、D 可能,A 、B 不可能.7. (多选)(2022·江西贵溪二模)如图所示,在光滑水平面上放置一个质量为M 的滑块,滑块的一侧是一个14弧形凹槽OAB ,凹槽半径为R ,A 点切线水平,另有一个质量为m (m >M )的小球以速度v 0从A 点冲上凹槽,重力加速度大小为g ,不计摩擦.下列说法中正确的是( AB )A .当v 0=2gR 时,小球不可能到达B 点B .当v 0=2gR 时,小球在弧形凹槽上运动的过程中,滑块的动能一直增大C .如果小球的速度足够大,小球将从滑块的左侧离开滑块后落到水平面上D .当v 0=gR 时,小球返回A 点后可能做自由落体运动【解析】 当小球能够恰好到达B 点时,设小球和滑块达到共同速度v ,根据动量守恒定律有mv 0=(m +M )v ,根据机械能守恒定律有12mv 20=12(m +M )v 2+mgR ,联立以上两式解得v 0=2M +mMgR >2gR ,所以当v 0=2gR 时,小球不能到达B 点,A 正确;当v 0=2gR 时,小球未到达B 点,小球从进入凹槽至最高点的过程中,小球对滑块的作用力始终做正功,所以滑块的动能一直增大,B 正确;如果小球的初速度足够大,小球将从B 点冲出,由于B 点的切线方向竖直,小球离开滑块时,二者水平方向的速度相同,小球相对滑块做竖直上抛运动,最后将从B 再次进入凹槽,最后从滑块的右侧离开,C 错误;当v 0=gR 时,小球再次回到凹槽底部时的速度为v 1,凹槽的速度为v 2,根据系统机械能守恒和水平方向动量守恒可得12mv 20=12mv 21+12Mv 22,mv 0=mv 1+Mv 2,解得v 1=m -M m +M v 0,因为m >M ,则可知v 1=m -M m +M v 0>0,小球返回A 点后做平抛运动,而不是自由落体运动,D 错误.故选AB.应用题——强化学以致用8. (多选)(2022·重庆二诊)喷丸处理是一种表面强化工艺,即使用丸粒轰击工件表面,提升工件疲劳强度的冷加工工艺.用于提高零件机械强度以及耐磨性、抗疲劳性和耐腐蚀性等.某款喷丸发射器采用离心的方式发射喷丸,转轮直径为530 mm ,角速度为230 rad/s ,喷丸离开转轮时的速度与转轮上最大线速度相同.喷丸撞击到器件表面后发生反弹,碰撞后垂直器件方向的动能变为碰撞前动能的81%,沿器件表面方向的速度不变.一粒喷丸的质量为3.3×10-5kg ,若喷丸与器件的作用时间相同,且不计喷丸重力,则关于图甲、乙所示的两种喷射方式的说法正确的是( AD )A .喷丸发出过程喷丸发射器对一粒喷丸做的功约为0.06 JB .喷丸发出过程喷丸发射器对一粒喷丸做的功约为0.12 JC .图甲、乙所示一粒喷丸对器件表面的平均作用力之比为2∶1D .图甲、乙所示一粒喷丸对器件表面的平均作用力之比为2∶ 3【解析】 喷丸离开转轮时的速度与转轮上最大线速度相同,转轮上线速度的最大值为v =ωr =60.95 m/s ,则喷丸发出过程喷丸发射器对喷丸做的功约为W =12mv 2≈0.06 J,选项A 正确,B 错误;结合题述可知,喷丸碰撞后垂直器件表面的速度大小变为碰撞前的90%,设喷丸速度为v ,垂直喷射时有F 1=0.9mv --mvt,以60°角喷射时,有F 2=0.9×32mv -⎝ ⎛⎭⎪⎫-32mv t,解得F 1F 2=23,选项C 错误,D 正确.故选AD.9. (多选)(2022·河北衡水四调)质量为3m 足够长的木板静止在光滑的水平面上,木板上依次排放质量均为m 的木块1、2、3,木块与木板间的动摩擦因数均为μ.现同时给木块1、2、3水平向右的初速度v 0、2v 0、3v 0,已知重力加速度为g .则下列说法正确的是( BCD )A .木块1相对木板静止前,木板是静止不动的B .木块1的最小速度是12v 0C .木块2的最小速度是56v 0D .木块3从开始运动到相对木板静止时对地位移是4v 2μg【解析】 木块1在木板上向右减速运动,该过程木板向右做加速运动,当木块1与木板速度相等时相对木板静止,由此可知,木块1相对静止前木板向右做加速运动,故A 错误;木块与木板组成的系统所受合外力为零,当木块1与木板共速时木板的速度最小,设木块与木板间的摩擦力为f ,则木块1的加速度a 1=f m 做匀减速运动,而木板a =3f 3m =fm做匀加速运动,则v 1=v 0-a 1t =at ,v 1=12v 0,故B 正确;设木块2的最小速度为v 2,此时木块2与木板刚刚共速,木块2此时速度的变量为2v 0-v 2,则木块3此时速度为3v 0-(2v 0-v 2)=v 0+v 2,由动量守恒定律得:m (v 0+2v 0+3v 0)=5mv 2+m (v 0+v 2),解得v 2=56v 0,故C 正确;木块与木板组成的系统动量守恒,以向右为正方向,木块3相对木板静止过程,由动量守恒定律得m (v 0+2v 0+3v 0)=(3m +3m )v 3,解得v 3=v 0,对木块3,由动能定理得-μmgx =12mv 23-12m (3v 0)2,解得x =4v20μg,故D 正确.故选BCD.10. (2022·辽宁沈阳二模)如图(a),质量分别为m A 、m B 的A 、B 两物体用轻弹簧连接构成一个系统,外力F 作用在A 上,系统静止在光滑水平面上(B 靠墙面),此时弹簧形变量为x .撤去外力并开始计时,A 、B 两物体运动的a t 图像如图(b)所示,S 1表示0到t 1时间内A的a t 图线与坐标轴所围面积大小,S 2、S 3分别表示t 1到t 2时间内A 、B 的a t 图线与坐标轴所围面积大小.A 在t 1时刻的速度为v 0.下列说法正确的是( C )A .m A <mB B .S 1+S 2=S 3C .0到t 1时间内,墙对B 的冲量大小等于m A v 0D .B 运动后,弹簧的最大形变量等于x【解析】 a t 图线与坐标轴所围图形的面积大小等于物体速度的变化量,因t =0时刻A 的速度为零,t 1时刻A 的速度大小v 0=S 1,t 2时刻A 的速度大小v A =S 1-S 2,B 的速度大小v B=S3,由图(b)所示图像可知,t1时刻A的加速度为零,此时弹簧恢复原长,B开始离开墙壁,到t2时刻两者加速度均达到最大,弹簧伸长量达到最大,此时两者速度相同,即v A=v B,则S1-S2=S3,t1到t2时间内,A与B组成的系统动量守恒,取向右为正方向,由动量守恒定律得m A v0=(m A+m B)v A,联立解得m A∶m B=S3∶S2,由图知S3>S2,所以m A>m B,故A、B错误;撤去外力后A受到的合力等于弹簧的弹力,0到t1时间内,对A,由动量定理可知,合力即弹簧弹力对A的冲量大小I=m A v0,弹簧对A与对B的弹力大小相等、方向相反、作用时间相等,因此弹簧对B的冲量大小与对A的冲量大小相等、方向相反,即弹簧对B的冲量大小I弹簧=m A v0,对B,以向右为正方向,由动量定理得I墙壁-I弹簧=0,解得,墙对B的冲量大小I墙壁=m A v0,方向水平向右,故C正确;B运动后,当A、B速度相等时弹簧形变量(伸长量或压缩量)最大,此时A、B的速度不为零,A、B的动能不为零,由能量守恒定律可知,B运动后弹簧形变量最大时A、B的动能与弹簧的弹性势能之和与撤去外力时弹簧的弹性势能相等,则B 运动后弹簧形变量最大时弹簧弹性势能小于撤去外力时弹簧的弹性势能,即B运动后弹簧形变量最大时弹簧的形变量小于撤去外力时弹簧的形变量x,故D错误.11. (2022·山东押题练)2022年北京冬奥会自由式滑雪女子大跳台决赛中,中国选手谷爱凌以188.25分的成绩获得金牌.北京冬奥会报道中利用“Al+8K”技术,把全新的“时间切片”特技效果首次运用在8K直播中,更精准清晰地抓拍运动员比赛精彩瞬间,给观众带来全新的视觉体验.将谷爱凌视为质点,其轨迹视为一段抛物线图.图(a)是“时间切片”特技的图片,图(b)是谷爱凌从3 m高跳台斜向上冲出的运动示意图,图(c)是谷爱凌在空中运动时离跳台底部所在水平面的高度y随时间t变化的图线.已知t=1 s时,图线所对应的切线斜率为4(单位:m/s),重力加速度g取10 m/s2,忽略空气阻力.(1)求谷爱凌冲出跳台时竖直速度的大小;(2)求谷爱凌离跳台底部所在水平面的最大高度;(3)若谷爱凌从空中落到跳台底部所在水平地面时与地面的碰撞时间Δt=0.4 s,经缓冲没有脱离地面,水平速度不受影响,求碰撞过程中谷爱凌受到地面的平均作用力大小与自身重力大小的比值.【答案】(1)14 m/s (2)12.8 m (3)5【解析】(1)运动员竖直方向做匀减速直线运动,有v y=v y0-gty t 图线斜率表示竖直分速度,t =1 s 时v y =4 m/s解得谷爱凌冲出跳台时的竖直分速度v y 0=14 m/s 谷爱凌冲出跳台时竖直速度的大小为14 m/s.(2)最高点竖直分速度为0,竖直方向做匀减速直线运动,设离开跳台可以上升h 高度,则0-v 2y 0=-2gh代入数据解得h =9.8 m 跳台离地面高度y 0=3 m解得离跳台底部所在水平面的最大高度为y =h +y 0=12.8 m.(3)谷爱凌落到跳台底部所在水平面的竖直分速度大小v yt =2gy =16 m/s落在水平地面时,在竖直方向上,运动员受重力和水平地面的作用力,水平方向速度不变,以竖直向上为正方向,由动量定理得(F -mg )Δt =0-(-mv yt )代入数据解得Fmg=5.12. (2021·浙江6月选考)如图所示,水平地面上有一高H =0.4 m 的水平台面,台面上竖直放置倾角θ=37°的粗糙直轨道AB 、水平光滑直轨道BC 、四分之一圆周光滑细圆管道CD 和半圆形光滑轨道DEF ,它们平滑连接,其中管道CD 的半径r =0.1 m 、圆心在O 1点,轨道DEF 的半径R =0.2 m 、圆心在O 2点,O 1、D 、O 2和F 点均处在同一水平线上.小滑块从轨道AB 上距台面高为h 的P 点由静止下滑,与静止在轨道BC 上等质量的小球发生弹性碰撞,碰后小球经管道CD 、轨道DEF 从F 点竖直向下运动,与正下方固定在直杆上的三棱柱G 碰撞,碰后速度方向水平向右,大小与碰前相同,最终落在地面上Q 点.已知小滑块与轨道AB 间的动摩擦因数μ=112,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g 取10 m/s 2.(1)若小滑块的初始高度h =0.9 m ,求小滑块到达B 点时速度v 0的大小; (2)若小球能完成整个运动过程,求h 的最小值h min ;(3)若小球恰好能过最高点E ,且三棱柱G 的位置上下可调,求落地点Q 与F 点的水平距离x 的最大值x max .【答案】 (1)4 m/s (2)0.45 m (3)0.8 m【解析】 (1)小滑块在AB 轨道上运动,根据动能定理得mgh -μmg cos θ·hsin θ=12mv 20,解得v 0=4 m/s.(2)小滑块与小球碰撞后动量守恒,机械能守恒,因此有mv 0min =mv 块+mv 球min ,12mv 20min =12mv 2块+12mv 2球min , 解得v 块=0,v 球min =v 0min ,小球沿CDEF 轨道运动,在最高点可得mg =m v 2E minR,从C 点到E 点由机械能守恒可得 12mv 2E min +mg (R +r )=12mv 2球min , 由(1)问可知,小滑块提供给小球的初速度v 0min =43gh min ,解得h min =0.45 m.(3)设F 点到G 点的距离为y ,小球从E 点到G 点的运动,由动能定理得mg (R +y )=12mv2G -12mv 2E min , 由平抛运动可得x =v G t ,H +r -y =12gt 2,联立可得水平距离为x =20.5-y0.3+y ,由数学知识可得当0.5-y =0.3+y ,x 取最大值,最大值为x max =0.8 m.。
高考物理二轮复习专题讲义:动量专题_101.动量和动量定理
动量和动量定理复习精要一、动量、动量变化、冲量1.动量(1)定义:物体的质量与速度的乘积.(2)表达式:p=m v.(3)方向:动量的方向与速度的方向相同.2.动量的变化(1)因为动量是矢量,动量的变化量Δp也是矢量,其方向与速度的改变量Δv的方向相同.(2)动量的变化量Δp的大小,一般用末动量p′减去初动量p进行计算,也称为动量的增量.即Δp=p′-p.3.冲量(1)定义:力与力的作用时间的乘积叫做力的冲量.(2)公式:I=Ft.(3)单位:N·s.(4)方向:冲量是矢量,其方向与力的方向相同.1.对动量的理解(1)动量的两性①瞬时性:动量是描述物体运动状态的物理量,是针对某一时刻或位置而言的.②相对性:动量的大小与参考系的选取有关,通常情况是指相对地面的动量.(2)动量与动能的比较2.对冲量的理解(1)冲量的两性①时间性:冲量不仅由力决定,还由力的作用时间决定,恒力的冲量等于该力与该力的作用时间的乘积.②矢量性:对于方向恒定的力来说,冲量的方向与力的方向一致;对于作用时间内方向变化的力来说,冲量的方向与相应时间内物体动量改变量的方向一致.(2)作用力和反作用力的冲量:一定等大、反向,但作用力和反作用力做的功之间并无必然联系. (3)冲量与功的比较一、动量概念及其理解(1)定义:物体的质量及其运动速度的乘积称为该物体的动量p=mv (2)特征: ①动量是状态量,它与某一时刻相关; ②动量是矢量,其方向与物体运动速度的方向相同。
(3)意义:速度从运动学角度量化了机械运动的状态,动量则从动力学角度量化了机械运动的状态。
二、冲量概念及其理解(1(2)特征: (3的冲量将决定着其动量将变多少。
三、关于冲量的计算(1)恒力的冲量计算(2)方向恒定的变力的冲量计算。
如力F 如图—1所示,则该力在时间△t =t 2-t 1部分的“面积”。
(3)一般变力的冲量计算(4)合力的冲量计算再算合力的冲量。
动量和动量定理ppt课件
(1)动量和速度都是描述物体运动状态的物理量,但
它们描述的角度不同.动量是从动力学角度描述物体运动状态
的,它描述了运动物体能够产生的效果;速度是从运动学角
度描述物体运动状态的.
(2)动量和动能都是描述物体运动状态的物理量,动量是矢量,
但动能是标量,它们之间数值的关系是:
Ek
p2 ,p 2m
2mEk.
2.动量定理的应用 (1)定性分析有关现象 ①物体的动量变化量一定时,力的作用时间越短,力就越大, 反之力就越小;例如:易碎品包装箱内为防碎而放置的碎纸、 刨花、塑料泡沫等填充物. ②作用力一定时,力的作用时间越长,动量变化量越大,反 之动量变化量就越小.例如:杂耍中,铁锤猛击“气功师”身上 的石板令其碎裂,作用时间很短,铁锤对石板的冲量很小, 石板的动量几乎不变,“气功师”才不会受伤害.
故动量的变化量:Δp=p2-p1=-1.4 kg·m/s
动量的变化方向为负,说明动量变化的方向向上.
一、选择题 1.下列关于动量的说法正确的是( ) A.质量越大的物体动量一定越大 B.质量和速率都相同的物体动量一定相同 C.一个物体的加速度不变,其动量一定不变 D.一个物体所受的合外力不为零,它的动量一定改变 【解析】选D.动量的大小取决于质量和速度的乘积,质量大, 动量不一定大,A错;质量和速率都相同的物体,动量大小相 同,但是动量方向不一定相同,B错;物体的加速度不变,速 度一定变化,动量一定变化,C错;物体所受合外力不为零时, 必产生加速度,速度变化,动量一定改变,故D对.
6.如图所示,两个质量相等的物体A、B从同一高度沿倾角不 同的两光滑斜面由静止自由滑下,在到达斜面底端的过程中, 下列说法正确的是( ) A.两物体所受重力的冲量相同 B.两物体所受合外力的冲量相同 C.两物体到达斜面底端时的动量不同 D.两物体动量的变化量相同
动量和动量定理 课件
特点
过程量
状态量
2.冲量和功的区别 (1)冲量和功都是过程量.冲量是表示力对时间的积累作用,功 表示力对位移的积累作用. (2)冲量是矢量,功是标量. (3)力作用的冲量不为零时,力做的功可能为零;力做的功不为 零时,力作用的冲量一定不为零.
考点二 动量定理
[基础梳理]
项目
动量定理
物体在一个过程始末的 动量变化量 等于它在 内容
法二 全过程整体法
在整个下落过程中对工人应用动量定理,重力的冲量大小为
mg
2gL+t,拉力 F 的冲量大小为 Ft.
初、末动量都是零,取向下为正方向,由动量定理得
mg
2gL+t-Ft=0
mg 解得 F=
t 2gL+t=1 200 N.
由牛顿第三定律知,工人给安全带的冲力大小为 F′=F=1 200
5.某游乐园入口旁有一喷泉,喷出的水柱将一质量为 M 的卡 通玩具稳定地悬停在空中.为计算方便起见,假设水柱从横截
面积为 S 的喷口持续以速度 v0 竖直向上喷出;玩具底部为平板
(面积略大于 S);水柱冲击到玩具底板后,在竖直方向水的速度 变为零,在水平方向朝四周均匀散开.忽略空气阻力.已知水 的密度为ρ,重力加速度大小为 g.求: (1)喷泉单位时间内喷出的水的质量; (2)玩具在空中悬停时,其底面相对于喷口的高度.
这个过程中所受力的冲量
表达式 意义
p′-p=F 合 t 或 mv′-mv =F 合 t 合外力的冲量是引起物体 动量变化 的原因
标矢性
矢量式(注意正方向的选取)
[题组通关] 考向 1 动量定理解释生活现象 1.(多选)有关实际生活中的现象,下列说法正确的是( ) A.火箭靠喷出气流的反冲作用而获得巨大速度 B.体操运动员在着地时屈腿是为了减小地面对运动员的作用 力 C.用枪射击时要用肩部抵住枪身是为了减少反冲的影响 D.为了减轻撞车时对司乘人员的伤害程度,发动机舱越坚固 越好
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动量和动量定理复习精要一、动量、动量变化、冲量1.动量(1)定义:物体的质量与速度的乘积.(2)表达式:p=mv.(3)方向:动量的方向与速度的方向相同.2.动量的变化(1)因为动量是矢量,动量的变化量Δp也是矢量,其方向与速度的改变量Δv的方向相同.(2)动量的变化量Δp的大小,一般用末动量p′减去初动量p进行计算,也称为动量的增量.即Δp=p′-p.3.冲量(1)定义:力与力的作用时间的乘积叫做力的冲量.(2)公式:I=Ft.(3)单位:N·s.(4)方向:冲量是矢量,其方向与力的方向相同.1.对动量的理解(1)动量的两性①瞬时性:动量是描述物体运动状态的物理量,是针对某一时刻或位置而言的.②相对性:动量的大小与参考系的选取有关,通常情况是指相对地面的动量.(2)动量与动能的比较2.对冲量的理解(1)冲量的两性①时间性:冲量不仅由力决定,还由力的作用时间决定,恒力的冲量等于该力与该力的作用时间的乘积.②矢量性:对于方向恒定的力来说,冲量的方向与力的方向一致;对于作用时间内方向变化的力来说,冲量的方向与相应时间内物体动量改变量的方向一致.(2)作用力和反作用力的冲量:一定等大、反向,但作用力和反作用力做的功之间并无必然联系.(3)冲量与功的比较一、动量概念及其理解(1)定义:物体的质量及其运动速度的乘积称为该物体的动量p=mv(2)特征:①动量是状态量,它与某一时刻相关;②动量是矢量,其方向与物体运动速度的方向相同。
(3)意义:速度从运动学角度量化了机械运动的状态,动量则从动力学角度量化了机械运动的状态。
二、冲量概念及其理解(1)定义:某个力与其作用时间的乘积称为该力的冲量I=F△t(2)特征:①冲量是过程量,它与某一段时间相关;②冲量是矢量,对于恒力的冲量来说,其方向就是该力的方向。
(3)意义:冲量是力对时间的累积效应。
对于质量确定的物体来说,合外力决定着其速度将变多快;合外力的冲量将决定着其速度将变多少。
对于质量不确定的物体来说,合外力决定着其动量将变多快;合外力的冲量将决定着其动量将变多少。
三、关于冲量的计算(1)恒力的冲量计算恒力的冲量可直接根据定义式来计算,即用恒力F乘以其作用时间△t而得。
(2)方向恒定的变力的冲量计算。
如力F的方向恒定,而大小随时间变化的情况如图—1所示,则该力在时间△t=t2-t1内的冲量大小在数值上就等于图1—1中阴影部分的“面积”。
(3)一般变力的冲量计算在中学物理中,一般变力的冲量通常是借助于动量定理来计算的。
(4)合力的冲量计算几个力的合力的冲量计算,既可以先算出各个分力的冲量后再求矢量和,又可以先算各个分力的合力再算合力的冲量。
四、动量定理(1)表述:物体所受合外力的冲量等于物体动量的变化 I=ΔP∑F·Δt = mv ′- mv = Δp(2)导出:动量定理实际上是在牛顿第二定律的基础上导出的,由牛顿第二定律 F=ma两端同乘合外力F 的作用时间△t ,即可得 F △t=ma △t=m(v-v 0)=mv-mv 0 (3)动量定理的意义:①动量定理表明冲量是使物体动量发生变化的原因,冲量是物体动量变化的量度。
这里所说的冲量必须是物体所受的合外力的冲量。
②动量定理给出了冲量(过程量)和动量变化(状态量)间的互求关系。
③实际上现代物理学把力定义为物体动量的变化率: ∑ F=Δp /Δt (这也是牛顿第二定律的动量形式) ④动量定理的表达式是矢量式。
在一维的情况下,各个矢量必须以同一个规定的方向决定其正负。
(4) 动量定理的特点:①矢量性:合外力的冲量∑F·Δt 与动量的变化量Δp 均为矢量,规定正方向后,在一条直线上矢量运算变为代数运算; ②相等性:物体在时间Δt 内物体所受合外力的冲量等于物体在这段时间Δt 内动量的变化量;因而可以互求。
③独立性:某方向的冲量只改变该方向上物体的动量;④广泛性:动量定理不仅适用于恒力,而且也适用于随时间而变化的力.对于变力,动量定理中的力F 应理解为变力在作用时间内的平均值;不仅适用于单个物体,而且也适用于物体系统。
(5)利用动量定理解题的步骤:①明确研究对象和研究过程。
研究对象可以是一个物体,也可以是质点组。
如果研究过程中的各个阶段物体的受力情况不同,要分别计算它们的冲量,并求它们的矢量和。
②进行受力分析。
研究对象以外的物体施给研究对象的力为外力。
所有外力之和为合外力。
研究对象内部的相互作用力不影响系统的总动量,不包括在内。
③规定正方向。
由于力、冲量、速度、动量都是矢量,所以列式前要先规定一个正方向,和这个方向一致的矢量为正,反之为负.④写出确定研究对象的初、末动量和合外力的冲量(或各个外力的冲量的矢量和)。
注意要把v 1和v 2换成相对于同一惯性参照系的速度); ⑤根据动量定理列式求解 ΣFt=mv 2–mv 1 1.动量定理的理解(1)中学物理中,动量定理研究的对象通常是单个物体.(2)Ft =p ′-p 是矢量式,两边不仅大小相等,而且方向相同.式中Ft 是物体所受的合外力的冲量.(3)Ft =p ′-p 除表明两边大小、方向的关系外,还说明了两边的因果关系,即合外力的冲量是动量变化的原因. (4)由Ft =p ′-p ,得F =p ′-p t =Δpt,即物体所受的合外力等于物体的动量对时间的变化率.2.用动量定理解题的基本思路(1)确定研究对象.在中学阶段用动量定理讨论的问题,其研究对象一般仅限于单个物体. (2)对物体进行受力分析.可先求每个力的冲量,再求各力冲量的矢量和——合力的冲量;或先求合力,再求其冲量.(3)抓住过程的初、末状态,选好正方向,确定各动量和冲量的正负号.(4)根据动量定理列方程,如有必要还需要补充其他方程,最后代入数据求解.1、质量相同的两个物体,分别在地球表面(不计空气阻力)和月球表面以相同的初速度竖直上抛.比较两种情况,下列说法中正确的有 ( B C ) A .物体在地球表面时的惯性比物体在月球表面时的惯性大 B .在上升到最高点的过程中,它们受到的外力的冲量大小相等 C .在上升到最高点的过程中,它们克服重力做的功相等 D .落回抛出点时,重力做功的瞬时功率相等2.在放枪过程中,子弹向前枪向后运动,以下说法正确的是( B ) A .子弹的动量比枪的动量大 B .子弹的动能比枪的动能大 C .子弹受到的冲力比枪受到的冲力大 D .子弹和枪这个系统的机械能守恒3.质量为m 的木块以初速为v 0在水平桌面上滑行,它跟桌面间的动摩擦因数为μ,那么,决定木块在桌面上滑行时间的条件是( B ) A .v 0和m B .v 0和μ C .v 0、m 和μ D .m 和μ4.如图所示,在水平光滑桌面上有两辆静止的小车A 和B ,质量之比m A ∶m B = 3∶1。
将两车用细线拴在一起,中间有一被压缩的弹簧。
烧断细线后至弹簧恢复原长前的某一时刻,两辆小车的 ( B )A .加速度大小之比a A ∶aB = 1∶1 B .速度大小之比v A ∶v B = 1∶3C .动能之比E kA ∶E kB = 1∶1D .动量大小之比p A ∶p B = 1∶35.从地面上方同一点向东与向西分别平抛出两个等质量的小物体,抛出速度大小分别为v 和2v ,不计空气阻力,则两个小物体①从抛出到落地动量的增量相同. ②从抛出到落地重力做的功相同. ③从抛出到落地重力的平均功率相同. ④落地时重力做功的瞬时功率相同. 以上说法正确的是( D ).A .①②B .③④C .②③④D .①②③④6.一小球沿光滑的水平地面运动,撞向竖直的墙壁,小球撞墙前后的动量变化量Δp 和动能变化量ΔE k有多种可能值( B D )A.若Δp最大,则ΔE k为最大B.若Δp最大,则ΔE k为零C.若Δp最小,则ΔE k为最小D.若Δp最小,则ΔE k为最大7.下列说法正确的是 ( B )A.质点做自由落体运动,每秒内重力所做的功都相同B.质点做平抛运动,每秒内动量的增量都相同C.质点做匀速圆周运动,每秒内合外力的冲量都相同D.质点做简谐运动,每四分之一周期内回复力做的功都相同8.如图所示,粗糙斜面固定在地面上,一质点从斜面底端A点以某一速度v0沿斜面向上运动,到最高点B后又返回原处A点,在此过程中,下列判断正确的是( B D )A.该质点上升过程中克服重力做的功大于下降过程中重力做的功B.该质点上升过程中克服重力做的功等于下降过程中重力做的功C.该质点上升过程中克服重力做功的平均功率小于下降过程中重力做功的平均功率D.该质点上升过程中所受合外力的冲量大于下降过程中所受合外力的冲量9.在粗糙水平面上运动的物体,从A点开始受水平恒力F作用做直线运动到B点,已知物体在B点的速度与在A点的速度大小相等,则在这过程中( A C )A.物体不一定作匀速直线运动B.F始终与摩擦力方向相反C.F与摩擦力对物体所做总功为零D.F与摩擦力对物体的总冲量为零10.正在粗糙水平面上滑动的物块,从t1时刻到时刻t2受到恒定的水平力F的作用,在这段时间内物块做直线运动,已知物块在t1时刻的速度与t2时刻的速度大小相等,则在此过程中 ( A D )A.物块可能做匀速直线运动 B.物块的位移可能为零C.物块动量的变化一定为零 D.F一定对物块做正功:依题意,物块受到恒定的水平力F的作用,在t1时刻和t2时刻的速度大小相等,F的方向可能与运动方向相同且大小等于摩擦力,则物块作匀速运动;F的方向也可能与运动方向相反且大于摩擦力,则物块先匀减速S1位移速度减到0,然后反向匀加速S2位移速度增加到v,由-(F+f)S1=0-1/2mv2 ( F-f)S2=1/2mv2∴S2> S1,物块反向匀加速超过原位置,物块的总位移不可能为零,所以A、D正确,B错。
由于t1时刻和t2时刻的速度大小相等,方向可能相同,可能相反,所以动量变化量ΔP=0或ΔP=2mv, C错。
此题的易错点为误选C,物体做直线运动,经过一段时间速度大小相同,方向可能相反,可能相同,而动量的变化量为矢量,求动量的变化量应选正方向。
11.水平面上有质量相等的a、b两个物体,水平推力F1、F2分别作用在a、b上。
一段时间后撤去推力,物体继续运动一段距离后停下。
两物体的v - t图线如图所示,图中AB∥CD。
则整个过程中( D )A.F1的冲量等于F2的冲量B.F1的冲量大于F2的冲量C.摩擦力对a物体的冲量等于摩擦力对b物体的冲量D.合外力对a物体的冲量等于合外力对b物体的冲量。